一種利用磷渣生產優質高摻量磷渣水泥及其生產方法
【專利摘要】本發明涉及水泥生產領域，具體涉及一種利用磷渣生產優質高摻量磷渣水泥的方法及其生產方法。具體包括以下步驟：使用頁巖、磷渣、砂巖、石灰石、鐵礦石五組份配料，以砂巖作為硅質較正原材料，經粉磨得到生料，再經過預熱分解，經高溫煅燒冷卻得到磷渣水泥熟料，再與石膏、石灰石、磷渣等分別粉磨后混合制備磷渣水泥。本發明在熟料煅燒過程中可降低燒成溫度，促使液相提前出現，提高熟料產量，減少CO2的排放，實現節能減排。
【專利說明】
-種利用磯渣生產優質高慘量磯渣水泥及其生產方法
技術領域
[0001] 本發明設及水泥生產領域，具體設及一種利用憐渣生產優質高滲量憐渣水泥的方 法。
【背景技術】
[0002] 憐渣是一種工業廢渣，長期堆放不僅浪費大量的±地資源，而且在風、雨作用下， 嚴重污染周邊大氣和±壤。隨著國家對環保工作的重視，越來越多的企業開始尋求憐渣的 高效利用途徑。水泥廠一般利用石灰石、頁巖等原料來般燒熟料。不僅浪費大量自然資源， 同時般燒能耗大，生產成本較高。
[0003] 憐渣是生產黃憐時產生的工業副產品，其主要成分為化0和Si化。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是針對W上問題，提供一種利用建筑垃圾作為混合材生產水泥的及 其生產方法，降低水泥生產成本，提高水泥磨產量，降低水泥生產能耗，減少建筑垃圾堆放 ±地面積。
[0005] 本發明技術方案如下：
[0006] -種利用憐渣生產優質高滲量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份計的W下配料 組分：
[0007] 熟料 53-68份；
[000引混合材:憐渣24-39份，石灰石3-6份，石膏2-4份，助磨劑0.01-0.04份。
[0009] 優選地，生產所述熟料的生料W頁巖、憐渣、砂巖、石灰石、鐵礦石來配料，W砂巖 作為娃質矯正原料調節生料中的Si化。
[0010] 進一步優選地，所述生料包含重量比3%~5%的憐渣，所述熟料石灰飽和系數(熟 料中二氧化娃被氧化巧飽和成娃酸Ξ巧的程度KH)為0.92~0.96;娃率(水泥熟料娃酸鹽礦 物與溶劑礦物的比例SM)為2.5~2.7;侶酸Ξ巧(C3A)含量7%~8%，游離氧化巧(f-Cao)含 量 <1.5%，立升重〉1250g/L。
[0011] 優選地，所述助磨劑為Ξ乙醇胺和Ξ異丙醇胺按1:1比例混合。
[0012] 優選地，所述石膏采用天然二水石膏，用W改善水泥的凝結時間。
[0013] 進一步優選地，所述憐渣包括按重量份計的W下組分：
[0014] Ca043-45份，Si〇238-39份，P2〇s2-3份，MgO 2-3份，Κ2〇 1-2份，胞2〇1-2份。
[0015] 生產所述的水泥的方法，其特征在于，所述方法包括W下步驟：
[0016] 1)熟料制作:將原料進行均化，配料粉磨后得到生料，在生料庫中實現生料均化， 將均化好的生料進行預熱分解，然后在水泥回轉害中般燒20-30分鐘，般燒溫度控制在 1300-1400°C，得到部分烙融的物料;經過冷卻機快速冷卻至60-100°C，得到熟料，熟料般燒 過程應該嚴格控制般燒溫度和般燒時間，防止過燒或者欠燒影響熟料質量；
[0017] 原料的均化主要是在原料堆場實現的，原料按一定的方式在堆場上多層堆鋪，形 成上下重疊的人字形料層、具有一定長寬比的料堆;而取料機則按垂直于料堆的縱向，實行 對成分各異的料層的同時切取，完成"平鋪直取"，實現各層物料的混合，從而達到均化目 的；
[0018] 生料均化主要是采用空氣攬拌及重力作用下產生"漏斗效應"，使生料粉向下落降 時切割盡量多層料面予W混合，最終實現生料均化；
[0019] 2)熟料經過3-4天堆放冷卻，得到冷卻后的熟料，自然冷卻階段確保熟料冷卻至室 溫，同時實現熟料的均化；
[0020] 3)將冷卻后的憐渣水泥熟料與石灰石、憐渣、石膏分別粉磨至一定比表面積后混 合，采用單獨粉磨工藝相較先混合后粉磨，可顯著改善憐渣水泥的物理化學性能，縮短凝結 時間，提高3d和28d強度；
[0021] 完成水泥的制作。
[0022] 優選地，所述步驟1)的預熱分解可通過5級預分解害系統進行操作，適當放低分解 爐溫度，分解爐出口溫度W入害分解率在88%-92%為控制依據，溫度控制在870°C W下;合 格熟料采用專庫儲存，有堆棚的優先使用堆棚。
[0023] 優選地，所述步驟3)控制sown篩的篩上物《18%，防止水泥顆粒較大而阻礙水泥 體系水化進程;所述的粉磨過程在立磨中進行，降低生產電耗。
[0024] 本發明具有W下有益效果：
[0025] 1、憐渣屬于工業廢棄物，提高其在水泥工業中的應用不僅可消耗大量工業廢渣， 減少廢渣的堆放，同時保護礦山資源，有利于環境的可持續發展；
[0026] 2、憐渣中含有少量P2化、F等微量元素，可與煤粉中的硫在熟料般燒過程中形成復 合礦化劑，進而降低燒成溫度、促使液相提前出現，提高熟料產量；
[0027] 3、憐渣本身是高溫般燒渣，其中有43%的化0直接存在，憐渣按生料3.5%配比，可 降低石灰石用量3%，因每噸石灰石需用煤75.5公斤，全年可節約用煤6000多噸，最終降低 熟料燒成能耗，減少C0油巧義，實現節能減排；
[0028] 4、由于憐渣中含有胞、加、211、(：〇等微量元素，運些過渡金屬離子可^固溶于〔35、 C2S等礦物中，使礦物晶格產生缺陷，從而提高礦物的水化活性，提高熟料強度，降低熟料滲 量，節約生產成本；
[0029] 5、經濟效益顯著，每噸憐渣水泥相對于生產普通水泥節約成本約11.4元；
[0030] 6、本發明不僅將憐渣作為混合材制作水泥，同時在水泥熟料制作過程中也加入憐 渣，大大提高了憐渣的利用率，并通過不同階段添加憐渣，改善水泥性質；
[0031 ] 7、利用憐渣生產優質高滲量憐渣水泥，在生料中引入憐渣可降低燒成溫度，促使 液相提前出現，提高熟料產量，同時W憐渣作混合材滲入水泥體系中，采用先粉磨再混合的 制備工藝，改善水泥物理化學性能，生產的水泥各項指標均滿足PC32.5水泥的國家標準，在 大量工程中使用后得到一致好評。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合實施例來進一步說明本發明，但本發明要求保護的范圍并不局限于實施 例表述的范圍。
[0033] 實施例1
[0034] 利用憐渣生產優質高滲量憐渣水泥具體操作如下：
[0035] 進廠原燃材料盡可能穩定，主要原材料盡可能使用單一礦點，使用頁巖、憐渣、砂 巖、石灰石、鐵礦石五組份配料，W砂巖作為娃質矯正原料調節生料中的Si化。按各原材料 化學成分做好配料方案，按配料方案比例分別入生料磨粉磨，最后混合。其中實施中原料的 化學成分見表1:
[0036] 表1原料的化學成分
[0037] _
[0038] 其中實施中配料方案見表2:
[0039] 表2實施中配料方案
[0040]
[0041 ]熟料控制范圍為：熟料中二氧化娃被氧化巧飽和成娃酸Ξ巧的程度:KH: 0.94± 0.02;水泥熟料娃酸鹽礦物與溶劑礦物的比例：SM: 2.60 ±0.1;水泥熟料中侶酸Ξ巧含量： C3A:8%-9%f-Cao<1.5立升重〉1250g/l;實施前后，利用憐渣配料前后熟料物理性能分析 結果對比表3:
[0042] 表3利用憐渣配料前后熟料物理性能分析結果
[0043]
[0044] 由表3可知，憐渣中含有少量P2化、F等微量元素，可與煤粉中的硫在熟料般燒過程 中形成復合礦化劑，進而降低燒成溫度、促使液相提前出現，提高熟料產量。由于憐渣中含 有MnXu、Zn、Co等微量元素，運些過渡金屬離子可W固溶于C3SX2S等礦物中，使礦物晶格產 生缺陷，從而提高礦物的水化活性，提高熟料強度。
[0045] 利用般燒后冷卻的熟料，配合憐渣、石灰石、石膏制備憐渣水泥，不同粉磨工藝制 備的水泥性能比較見表4:
[0046] 表4不同粉磨工藝制備的水泥性能比較
[0047]
[004引
[0049]由表4可知，對于配合比相同的水泥，采用單獨粉磨憐渣的工藝能顯著改善憐渣水 泥的物理性能，縮短初終凝時間，提高3d和28d強度。
[(K)加]實際操作中：
[0051 ] 1)適當放低分解爐溫度，分解爐出口溫度W入害分解率在88-92%為控制依據，溫 度控制在870°C W下，適度多用頭煤，保證熟料f-化0小于1.1;
[0052] 2)在生料調配站加設一個砂巖配料倉，精確計量砂巖的用量，調整生料中的Si化 含量，為生料成份的穩定提供保障；
[0053] 3)在粉磨工藝的選擇上，采用憐渣單獨粉磨，然后與其他原材料混合制備憐渣水 泥，改善憐渣水泥的物理力學性能；
[0054] 4)操作中適當加大害內通風，增加頭煤使用比例，保證害況穩定和熟料不出黃屯、 料。
[0055] 水泥經過3-4天堆放冷卻，石膏采用天然二水石膏。
[0化6] 水泥控制項目：比面積：345±15m^kg，S〇3:1.5±0.2。
[0化7] 不同粉磨工藝下憐渣水泥的物理檢驗結果見表5:
[0化引表5不同粉磨工藝下憐渣水泥的物理檢驗結果
[0化9]
[0060] 由表5結果可知隨著水泥配合比中憐渣滲量的提高，憐渣水泥的凝結時間延長， 強度呈現下降趨勢，而單獨粉磨憐渣時，水泥的凝結時間和強度有明顯改善。
[0061] 實施例2
[0062] -種利用憐渣生產優質高滲量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份計的W下配料 組分：
[0063] 熟料55份；
[0064] 混合材:憐渣26份，石灰石5份，石膏2份，助磨劑0.01份。
[0065] 生產所述熟料的生料W頁巖、憐渣、砂巖、石灰石、鐵礦石來配料，W砂巖作為娃質 矯正原料調節生料中的Si化。
[0066] 所述生料包含重量比3 %的憐渣，所述熟料石灰飽和系數為0.92;娃率為2.5;侶酸 S巧含量8%，游離氧化巧含量<1.5%，立升重〉1250g/L。
[0067] 所述助磨劑為Ξ乙醇胺和Ξ異丙醇胺Wl:l的重量比混合。
[0068] 所述石膏采用天然二水石膏。
[0069] 所述憐渣包括按重量份計的W下組分：
[0070] Ca043份，Si〇238份，P2〇s2份，MgO 2份，Κ2〇 1 份，化2〇1 份。
[0071] 實施例3
[0072] -種利用憐渣生產優質高滲量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份計的W下配料 組分：
[0073] 熟料68份；
[0074] 混合材:憐渣39份，石灰石6份，石膏4份，助磨劑0.04份。
[0075] 生產所述熟料的生料W頁巖、憐渣、砂巖、石灰石、鐵礦石來配料，W砂巖作為娃質 矯正原料調節生料中的Si化。
[0076] 所述生料包含重量比5 %的憐渣，所述熟料石灰飽和系數為0.96;娃率為2.7;侶酸 Ξ巧含量9%，游離氧化巧含量<1.5%，立升重〉1250g/L。
[0077] 所述助磨劑為Ξ乙醇胺和Ξ異丙醇胺Wl:l的重量比混合。
[0078] 所述石膏采用天然二水石膏。
[0079] 所述憐渣包括按重量份計的W下組分：
[0080] Ca045份，Si〇29份，P2〇s3份，MgO 3份，Κ2〇 2份，Na 2〇2份。
[0081 ] 實施例4
[0082] -種利用憐渣生產優質高滲量憐渣的水泥，所述水泥包括按重量份計的W下配料 組分：
[0083] 熟料 53-68份；
[0084] 混合材:憐渣35份，石灰石4份，石膏3份，助磨劑0.03份。
[0085] 生產所述熟料的生料W頁巖、憐渣、砂巖、石灰石、鐵礦石來配料，W砂巖作為娃質 矯正原料調節生料中的Si化。
[0086] 所述生料包含重量比4 %的憐渣，所述熟料石灰飽和系數為0.94;娃率為2.6;侶酸 S巧含量8.5%，游離氧化巧含量<1.5%，立升重〉1250g/L。
[0087] 所述助磨劑為Ξ乙醇胺和Ξ異丙醇胺Wl:l的重量比混合。
[0088] 所述石膏采用天然二水石膏。
[0089] 所述憐渣包括按重量份計的W下組分：
[0090] Ca044份，Si〇238份，P2〇s2.5份，Mg02.5份，Κ2〇 1.5份，Na 2〇1.5份。
[0091] 實施例5
[0092] 生產所述的水泥的方法，其特征在于，所述方法包括W下步驟：
[0093] 1)熟料制作:將原料進行均化，配料粉磨后得到生料，在生料庫中實現生料均化， 將均化好的生料進行預熱分解，然后在水泥回轉害中般燒20-30分鐘，般燒溫度控制在 1300-1400°C，得到部分烙融的物料;經過冷卻機快速冷卻至60-100°C，得到熟料，熟料般燒 過程應該嚴格控制般燒溫度和般燒時間，防止過燒或者欠燒影響熟料質量；
[0094] 2)熟料經過3-4天堆放冷卻，得到冷卻后的熟料；
[00M] 3)將冷卻后的憐渣水泥熟料與石灰石、憐渣、石膏分別粉磨至一定比表面積后混 合；
[0096] 完成水泥的制作。
[0097] 所述步驟1)的預熱分解可通過5級預分解害系統進行操作，適當放低分解爐溫度， 分解爐出口溫度W入害分解率在88%-92%為控制依據，溫度控制在870°C W下;合格熟料 采用專庫儲存，有堆棚的優先使用堆棚。
[0098] 所述步驟3)控制80μπι篩的篩上物《18% ;所述的粉磨過程在立磨中進行。
[0099] 實施例6
[0100] 生產所述的水泥的方法，其特征在于，所述方法包括W下步驟：
[0101] 1)熟料制作:將原料進行均化，配料粉磨后得到生料，在生料庫中實現生料均化， 將均化好的生料進行預熱分解，然后在水泥回轉害中般燒25分鐘，般燒溫度控制在135(TC， 得到部分烙融的物料;經過冷卻機快速冷卻至80°C，得到熟料，熟料般燒過程應該嚴格控制 般燒溫度和般燒時間，防止過燒或者欠燒影響熟料質量；
[0102] 2)熟料經過3堆放冷卻，得到冷卻后的熟料；
[0103] 3)將冷卻后的憐渣水泥熟料與石灰石、憐渣、石膏分別粉磨至一定比表面積后混 合；
[0104] 完成水泥的制作。
[0105] 所述步驟1)的預熱分解可通過5級預分解害系統進行操作，適當放低分解爐溫度， 分解爐出口溫度W入害分解率在90%為控制依據，溫度控制在870°C W下;合格熟料采用專 庫儲存，有堆棚的優先使用堆棚。
[0106] 所述步驟3)控制80μπι篩的篩上物《18% ;所述的粉磨過程在立磨中進行。
[0107] 上述的實施例僅為本發明的優選技術方案，而不應視為對于本發明的限制，本申 請中的實施例及實施例中的特征在不沖突的情況下，可W相互任意組合。本發明的保護范 圍應W權利要求記載的技術方案，包括權利要求記載的技術方案中技術特征的等同替換方 案為保護范圍。即在此范圍內的等同替換改進，也在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種利用磷渣生產優質高摻量磷渣的水泥，其特征在于:所述水泥包括按重量份計 的以下配料組分： 熟料53-68份； 混合材:磷渣24-39份，石灰石3-6份，石膏2-4份，助磨劑0.01-0.04份。2. 根據權利要求1所述的水泥，其特征在于：生產所述熟料的生料以頁巖、磷渣、砂巖、 石灰石、鐵礦石來配料，以砂巖作為硅質矯正原料調節生料中的Si〇2。3. 根據權利要求2所述的水泥，其特征在于:所述生料包含重量比3%~5%的磷渣，所述熟 料石灰飽和系數為0.92~0.96 ;硅率為2.5~2.7 ;鋁酸三鈣含量8%~9%，游離氧化鈣含量〈 1.5%，立升重>125(^/1。4. 根據權利要求2所述的水泥，其特征在于:所述助磨劑為三乙醇胺和三異丙醇胺以1: 1的重量比混合。5. 根據權利要求2所述的水泥，其特征在于:所述石膏采用天然二水石膏。6. 根據權利要求2所述的水泥，其特征在于，所述磷渣包括按重量份計的以下組分： Ca043-45份，Si0238-39份，P2〇52-3份，MgO 2-3份，K20 1-2份，Na201_2份。7. 權利要求2-6任意一項所述的水泥的生產方法，其特征在于，所述方法包括以下步 驟： 1)熟料制作：將原料進行均化，配料粉磨后得到生料，在生料庫中實現生料均化，將均 化好的生料進行預熱分解，然后在水泥回轉窯中煅燒20-30分鐘，煅燒溫度控制在1300-1400°C，得到部分熔融的物料;經過冷卻機快速冷卻至60-100°C，得到熟料； 2 )熟料經過3-4天堆放冷卻，得到冷卻后的熟料； 3)將冷卻后的磷渣水泥熟料與石灰石、磷渣、石膏分別粉磨至一定比表面積后混合； 完成水泥的制作。8. 根據利要求7所述的方法，其特征在于:所述步驟1)的預熱分解可通過5級預分解窯 系統進行操作，適當放低分解爐溫度，分解爐出口溫度以入窯分解率在88-92%為控制依據， 溫度控制在870°C以下;合格熟料采用專庫儲存，有堆棚的優先使用堆棚。9. 根據利要求7所述的方法，其特征在于:所述步驟3)控制80μπι篩的篩上物<18%;所述 的粉磨過程在立磨中進行。
【文檔編號】C04B7/44GK106082723SQ201610446600
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】鄒興芳, 王銀, 吳振華, 劉生超, 程龍, 楊華, 楊莉榮
【申請人】中國葛洲壩集團水泥有限公司